煤炭学报

作者：秦舒宁, 樊保国, 贾里, 范浩东, 金燕,

关键词：生物焦, 铁基改性, 共沉淀法, 缺陷型碳环, 失活再生, 氧化机制,

为进一步探究生物焦汞吸附特性与提升生物焦汞吸附性能，采用共沉淀法制备以生物基为载 体的铁基改性生物焦脱汞剂，基于密度泛函理论，结合多种表征和计算手段，通过高价金属离子、晶格 氧与氧空位结合，构建了缺陷型碳环掺杂金属的铁基改性生物焦分子模型，并对 Hg0 在铁基改性生物 焦表面吸附的反应路径进行研究，确定了 Hg0 在改性生物焦表面的吸附反应活化能垒和决速步骤，进 一步揭示了 Hg-Fe10%-BC 的反应机制和相应成键机理。 在验证不同铁基负载比率失活生物焦再生 可行性的基础上，揭示了失活生物焦再生反应机理，探究了反应条件和含氧官能团对吸附过程的影响 机制。 研究发现，Hg0 在铁基改性生物焦表面的吸附过程共包含扩散与吸附氧化阶段，其中 Hg0 作 为 Lewis 碱易与作为 Lewis 酸的改性生物焦发生非均相氧化反应，而 HgO 则为 Hg0 吸附后的主要赋存 形态;带有电子的氧空位为吸附过程的化学吸附位点，均匀分散在生物焦中的金属离子与对应氧化物中 的晶格氧为反应过程中的氧化位点;含氧官能团通过自身酸碱程度进一步影响生物焦汞吸附性能;失活 生物焦再生受到氧链长度增加的限制，最大汞吸附效率降至改性生物焦一次汞吸附效率的 90%;定量揭 示了铁基改性生物焦 Hg0 的吸附机理与失活改性生物焦的再生机制，为脱汞方法的优化提供理论依据。

来源：2022年第7期

《煤炭学报》期刊编辑部

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